DE19832842C1 - Fuel delivery system for supplying fuel to an internal combustion engine - Google Patents
Fuel delivery system for supplying fuel to an internal combustion engineInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Kraftstoff-Fördersystem zur Kraftstoffversorgung einer Brennkraftmaschine aus einem Kraftstoffbehälter. Ein derartiges Kraftstoff-Fördersystem weist eine Kraftstoff-Fördereinheit mit einem einen einstellbaren Maximaldruck zulassenden Druckbegrenzungsventil auf. Eine Kraftstoff-Vorlaufleitung mit einem auf einen Betriebsdruck einstellbaren Druckregelventil ist zur Einhaltung eines geregelten Betriebsdruckes in der Kraftstoff-Vorlaufleitung vorgesehen und eine Kraftstoff-Rücklaufleitung führt überschüssigen Kraftstoff von der Brennkraftmaschine zu dem Kraftstoffbehälter zurück. Zur Beaufschlagung der Kraftstoff-Vorlaufleitung mit einem anfänglichen Druck zwischen dem Betriebs- und dem Maximaldruck ist dem Druckregelventil ein Verzögerungsventil vorgeschaltet.The invention relates to a fuel delivery system for supplying fuel to an internal combustion engine from a fuel tank. Such a fuel delivery system has a fuel delivery unit with a pressure limiting valve that allows an adjustable maximum pressure. A fuel feed line with a pressure control valve that can be adjusted to an operating pressure is provided in the fuel feed line to maintain a regulated operating pressure, and a fuel return line leads excess fuel from the internal combustion engine back to the fuel tank. To apply an initial pressure between the operating and the maximum pressure to the fuel supply line, a delay valve is connected upstream of the pressure control valve.
Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftstoff-Fördersystem zur Kraftstoffversorgung einer Brennkraftmaschine aus einem Kraftstoffbehälter mittels einer Kraftstoff- Fördereinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a fuel delivery system for supplying fuel Internal combustion engine from a fuel tank by means of a fuel Conveyor unit according to the preamble of claim 1.
Ein derartiges Kraftstoff Fördersystem ist aus den Druckschriften DE 42 42 242 A1 und US 3 575 296 bekannt. Die Kraftstoff-Fördereinheit derartiger Systeme ist im Kraftstoffbehälter angeordnet und weist üblicherweise ein Druckbegrenzungsventil auf, dessen Maximaldruck nach- oder einstellbar ist. Eine Pumpe in der Kraftstoff- Fördereinheit drückt den Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter in eine Kraftstoff- Vorlaufleitung, wobei üblicherweise der Betriebsdruck dieser Kraftstoff-Vorlauf leitung geringer ist als der Maximaldruck, der durch das Druckbegrenzungsventil überwacht wird. Wird der Maximaldruck überschritten, so liefert das Druckbe grenzungsventil, das üblicherweise im oberen Bereich eines Gehäuses der Kraftstoff- Fördereinheit angeordnet ist, den überschüssigen Kraftstoff in den Kraftstoffbehälter zurück. Der Betriebsdruck in der Kraftstoff-Vorlaufleitung wird durch ein einstell bares Druckregelventil, das zur Einhaltung eines geregelten Betriebsdruckes den überschüssigen Kraftstoff in eine Kraftstoff-Rücklaufleitung abgibt, so daß an der Brennkraftmaschine üblicherweise nur der Betriebsdruck ansteht, geregelt.Such a fuel delivery system is known from the documents DE 42 42 242 A1 and US 3,575,296. The fuel delivery unit of such systems is in the Fuel tank arranged and usually has a pressure relief valve whose maximum pressure can be adjusted or adjusted. A pump in the fuel Delivery unit pushes the fuel from the fuel tank into a fuel Supply line, usually the operating pressure of this fuel supply line is less than the maximum pressure created by the pressure relief valve is monitored. If the maximum pressure is exceeded, Druckbe delivers limit valve, which is usually in the upper area of a housing of the fuel Delivery unit is arranged, the excess fuel in the fuel tank back. The operating pressure in the fuel feed line is set by a bares pressure control valve, which to maintain a regulated operating pressure dispenses excess fuel into a fuel return line, so that at the Internal combustion engine usually only the operating pressure is present, regulated.
Das bekannte Kraftstoff-Fördersystem hat den Nachteil, daß eine Kraftstoff- Förderdrucküberhöhung über den Betriebsdruck hinaus ohne Verstellung des Druckregelventils für den Kraftstoff in der Kraftstoff-Vorlaufleitung nicht möglich ist. Eine kurzzeitige Überhöhung des Betriebsdruckes in der Kraftstoff-Vorlauf leitung, wie er insbesondere in einer Kaltstartphase in einer Brennkraftmaschine oder in einer Warmstartphase förderlich wäre, ist deshalb nur über eine Verstellung des Sollwertes für den geregelten Betriebsdruck des Druckregelventils oder durch eine elektrisch betriebene Zusatzpumpe möglich. Bei Verstellung des Betriebsdruckes in jeder Startphase würde damit der geregelte Betriebsdruck verstellt, und es besteht der Nachteil für das bekannte Kraftstoff-Fördersystems, daß sich der Betriebsdruck in der Kraftstoff-Vorlaufleitung nach jedem Startvorgang nicht exakt reproduzierbar ist. Im anderen Fall einer elektrisch betriebenen Zusatzpumpe, die nach der Startphase abgeschaltet wird, liegen die Nachteile in erhöhten Kosten und erhöhtem Konstruk tions-, Wartungs- und Instandhaltungsaufwand für die Zusatzpumpe.The known fuel delivery system has the disadvantage that a fuel Excessive delivery pressure beyond the operating pressure without adjusting the Pressure control valve for the fuel in the fuel supply line not possible is. A brief increase in the operating pressure in the fuel flow line, such as in a cold start phase in an internal combustion engine or would be beneficial in a warm start phase, is therefore only by adjusting the Setpoint for the regulated operating pressure of the pressure control valve or through a electrically operated auxiliary pump possible. When adjusting the operating pressure in every starting phase would adjust the regulated operating pressure and there is the Disadvantage for the known fuel delivery system that the operating pressure in the fuel supply line is not exactly reproducible after every start. In the other case, an electrically operated auxiliary pump, which after the start phase is switched off, the disadvantages are increased costs and increased construction tion, maintenance and repair work for the auxiliary pump.
Aus der Druckschrift US 4 013 053 ist darüber hinaus ein Befüllungssystem für eine Kraftstoffzusatzpumpe über schwimmerbetriebene Ventile bekannt, so daß die von einem Elektromotor betriebene zentrifugale Kraftstoffpumpe nach Befüllen mit Kraftstoff einen Kraftstoff-Förderdruck erzeugt.From US 4 013 053 is also a filling system for a Auxiliary fuel pump known through float operated valves, so that of an electric motor operated centrifugal fuel pump after filling with Fuel generates a fuel delivery pressure.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftstoff-Fördersystem zur Kraftstoffversorgung einer Brennkraftmaschine aus einem Kraftstoffbehälter mittels einer Kraftstoff- Fördereinheit zu schaffen, bei dem der einmal eingestellte Sollwert eines Betriebsdruckes in der Kraftstoff-Vorlaufleitung anfänglich für eine Start- oder Anlaufphase der Brennkraftmaschine nicht geändert werden muß und keine zweite zusätzliche Kraftstoffpumpe erforderlich wird.The object of the invention is a fuel delivery system for fuel supply an internal combustion engine from a fuel tank by means of a fuel To create conveyor unit, in which the setpoint once set a Operating pressure in the fuel supply line initially for a start or Start-up phase of the internal combustion engine does not have to be changed and no second additional fuel pump is required.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Gegenstands des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved with the features of the subject matter of claim 1.
Das erfindungsgemäße Kraftstoff-Fördersystem kann zur Kraftstoffversorgung einer Brennkraftmaschine aus einem Kraftstoffbehälter mittels einer Kraftstoff- Fördereinheit eingesetzt werden. Für eine Start- oder Anlaßphase der Brennkraft maschine wird ein anfänglich überhöhter Druck dadurch erreicht, daß einem in üblicher Weise vorhandenen Druckregelventil ein Verzögerungsventil vorgeschaltet ist, das zunächst eine unmittelbare Verbindung zwischen Kraftstoff-Vorlaufleitung und Druckregelventil verhindert. Dadurch baut sich in der Kraftstoff-Vorlaufleitung ein überhöhter Förderdruck auf, der den einstellbaren Maximaldruck eines Druck begrenzungsventils, das die Kraftstoff-Fördereinheit aufweist, erreicht und somit den notwendigen Druck für den Einspritzvorgang in der Startphase einer Brennkraftmaschine liefert.The fuel delivery system according to the invention can be used to supply fuel Internal combustion engine from a fuel tank by means of a fuel Conveyor unit are used. For a starting or starting phase of the internal combustion engine machine is an initially excessive pressure is achieved in that a Existing pressure control valve upstream a delay valve is that a direct connection between the fuel supply line and pressure control valve prevented. This builds up in the fuel supply line an excessive delivery pressure, which is the adjustable maximum pressure of a pressure limit valve, which has the fuel delivery unit, and thus the necessary pressure for the injection process in the start phase of a Internal combustion engine supplies.
Die erfindungsgemäße Druckerhöhung durch kurzzeitige Außerbetriebsetzung des Druckreglers hat darüber hinaus den Vorteil, daß bei einer Kraftstoff-Direkt- Einspritzung der Motor im Startfall direkt von der Kraftstoff-Fördereinheit versorgt werden kann. Damit ergibt sich eine einfache und wirtschaftlich vorteilhafte Möglichkeit, den Systemdruck des Kraftstoff-Fördersystems für die Kraftstoff- Direkt-Einspritzung im Startfall kurzzeitig zu erhöhen, bis das Verzögerungsventil die Außerbetriebsetzung des Druckreglers aufhebt.The pressure increase according to the invention by briefly decommissioning the Pressure regulator also has the advantage that with a direct fuel Injection of the engine supplied directly from the fuel delivery unit when starting can be. This results in a simple and economically advantageous Possibility to adjust the system pressure of the fuel delivery system for the fuel Direct injection in the event of a start increase briefly until the delay valve cancel the decommissioning of the pressure regulator.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des Kraftstoff-Fördersystems möglich.The measures listed in the subclaims are advantageous Further developments of the fuel delivery system possible.
Dazu weist das Verzögerungsventil einen Einlaß, einen verzögerten Betriebsdruck auslaß und einen gedrosselten Auslaß auf. Der Einlaß des Verzögerungsventils ist mit einer Zweigleitung der Kraftstoff-Vorlaufleitung verbunden. Der Betriebsdruckregler, der bei konventioneller Bauweise direkt mit der Zweigleitung verbunden wäre, ist nun erfindungsgemäß nachgeschaltet, d. h. bei Inbetriebnahme der Kraftstoff-Fördereinheit läuft deren Pumpe an und es baut sich zunächst der durch das Druckbegrenzungsventil gegebene Maximaldruck auf und liegt an dem Einlaß des Verzögerungsventils an. Der Maximaldruck kann durch entsprechende Auslegung des Druckbegrenzungsventils oder Einstellung desselben in den Grenzen der Pumpleistung der Kraftstoff-Fördereinheit den Starterfordernissen einer Kraftstoff-Direkt-Einspritzung angepaßt werden. Der anfängliche Maxi maldruck wird über den gedrosselten Auslaß des Verzögerungsventils zeitver zögert abgebaut, bis das Verzögerungsventil den Betriebsdruckauslaß freigibt. Von dem Zeitpunkt an wird über die Zweigleitung der Kraftstoff-Vorlauflei tung der Betriebsdruck über das Druckregelventil gesteuert und geregelt. Dazu ist vorzugsweise der verzögerte Betriebsdruckauslaß des Verzögerungs ventils mit dem Einlaß des Druckregelventils verbunden, so daß nach der Verzögerungszeit das Druckregelventil der Kraftstoff-Vorlaufleitung zugeschal tet ist.For this purpose, the delay valve has an inlet, a delayed operating pressure outlet and a throttled outlet. The inlet of the delay valve is connected to a branch line of the fuel feed line. The Operating pressure regulator, which with conventional construction works directly with the branch line would now be connected downstream according to the invention, d. H. at start-up the fuel delivery unit starts its pump and it builds up first given by the pressure relief valve maximum pressure and is due to the Delay valve inlet on. The maximum pressure can be adjusted accordingly Design of the pressure relief valve or setting it in the Limits of the pumping capacity of the fuel delivery unit to the starting requirements a direct fuel injection can be adapted. The initial maxi Maldruck is zeitver through the throttled outlet of the delay valve hesitates until the delay valve releases the operating pressure outlet. From that point on, the fuel supply line is connected to the branch line the operating pressure is controlled and regulated via the pressure control valve. For this purpose, the delayed operating pressure outlet is preferably the delay valve connected to the inlet of the pressure control valve, so that after the Delay time to close the pressure control valve of the fuel supply line is.
Der verzögerte Abbau des Maximaldruckes auf der Kraftstoff-Vorlaufleitung wird über den gedrosselten Auslaß des Verzögerungsventils erreicht, der vorzugsweise mit dem Kraftstoffbehälter verbunden ist, so daß überschüssiger Kraftstoff in den Kraftstoffbehälter zurückgeführt wird. Durch Auslegung der Drosselbohrung in dem gedrosselten Auslaß kann die Verzögerungszeit den Starterfordernissen angepaßt werden.The delayed release of the maximum pressure on the fuel supply line is reached via the throttled outlet of the delay valve, the is preferably connected to the fuel tank so that excess Fuel is returned to the fuel tank. By interpreting the Throttle bore in the throttled outlet can delay the Starting requirements are adjusted.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Verzögerungsventil ein Gehäuse mit mindestens einem vorgespannten Schwenkelement auf, das in einer ersten Phase eine Ruhestellung aufweist, solange der Kraftstoff in der Kraftstoff-Vorlaufleitung drucklos ist und mit dem in einer zweiten Phase eine verzögernde Schwenkbewegung ausführbar ist, sobald die Kraftstoff- Vorlaufleitung durch die Kraftstoff-Fördereinheit unter Druck gesetzt ist und einen Druck aufweist, der höher ist als der am Druckregelventil einstellbare Betriebsdruck und niedriger oder gleich dem Maximaldruck des Druckbegren zungsventils. Schließlich nimmt das Schwenkelement in einer dritten Phase eine Betriebsposition ein, bei der der Einlaß des Verzögerungsventils un mittelbar mit dem Betriebsdruckeinlaß des Druckregelventils über das Ver zögerungsventil kurzgeschlossen ist. In a preferred embodiment, the delay valve has Housing with at least one preloaded swivel element, which in a first phase has a rest position, as long as the fuel in the Fuel supply line is depressurized and with that in a second phase a decelerating swiveling movement can be carried out as soon as the fuel Flow line is pressurized by the fuel delivery unit and has a pressure that is higher than that adjustable on the pressure control valve Operating pressure and lower than or equal to the maximum pressure of the pressure limit control valve. Finally, the pivot element takes place in a third phase an operating position at which the inlet of the delay valve un indirectly with the operating pressure inlet of the pressure control valve via the Ver delay valve is short-circuited.
Zur Erzeugung und Einstellung einer Vorspannung für das Schwenkelement weist das Verzögerungsventil eine Vorspanneinrichtung auf, die auf die Schwenkachse wirkt und außerhalb des Gehäuses angebracht ist. Eine der artige Vorspanneinrichtung weist vorzugsweise ein Federelement auf, das zur Erzeugung unterschiedlicher Vorspannungen und damit zur Einstellung der Verzögerungszeit verstellbar mit der Achse des Schwenkelements in Ver bindung steht. Damit ist der Vorteil verbunden, daß nicht allein eine in dem gedrosselten Auslaß des Verzögerungsventils vorgesehene Drosselbohrung die Verzögerungszeit bestimmt, sondern die Verzögerungszeit zusätzlich durch Einstellen der Vorspanneinrichtung feinjustiert werden kann.For generating and setting a preload for the swivel element the delay valve has a pretensioning device which acts on the Swivel axis acts and is attached outside the housing. One of the Like biasing device preferably has a spring element which for Generation of different preloads and thus for setting the Delay time adjustable with the axis of the swivel element in Ver bond stands. This has the advantage that not only one in the throttled outlet of the delay valve provided throttle bore Delay time determined, but the delay time in addition Adjustment of the pretensioner can be finely adjusted.
Eine derartige Ausführungsform hat darüberhinaus den Vorteil, daß kein zusätzlicher elektrischer Antrieb zum Betrieb und zum Schalten des Ver zögerungsventils erforderlich ist, sondern lediglich der durch Dimensionierung und Auslegung oder durch Verstellelemente einstellbare Maximaldruck in der Vorlaufleitung den Antrieb für das Schalten des Verzögerungsventils liefert.Such an embodiment also has the advantage that no additional electric drive to operate and switch the ver Delay valve is required, but only by dimensioning and design or maximum pressure adjustable in the Flow line provides the drive for switching the delay valve.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist mit einem Verzögerungsventil ausgestattet, das in einem Gehäuse mindestens ein vor gespanntes Hubelement aufweist, das in einer ersten Phase eine Ruhestellung aufweist, solange der Kraftstoff in der Kraftstoff-Vorlaufleitung drucklos ist und mit dem in einer zweiten Phase eine verzögernde Hubbewegung aus führbar ist. Sobald die Kraftstoff-Vorlaufleitung durch die Kraftstoff-Förder einheit unter Druck gesetzt ist und einen Druck aufweist, der höher ist als der am Druckregelventil einstellbare Betriebsdruck und niedriger oder gleich ist zu dem eingestellten Maximaldruck des Druckbegrenzungsventils, wird diese verzögernde Hubbewegung ausgeführt, bis in einer dritten Phase das Hubelement eine Betriebsposition aufweist. Another preferred embodiment of the invention is with a Delay valve equipped that in a housing at least one before has a tensioned lifting element, which is in a rest position in a first phase has as long as the fuel in the fuel supply line is depressurized and with a decelerating stroke movement in a second phase is feasible. Once the fuel supply line is through the fuel delivery unit is pressurized and has a pressure higher than the operating pressure adjustable on the pressure control valve and lower or equal is the set maximum pressure of the pressure relief valve this decelerating lifting movement until the third phase Lifting element has an operating position.
Bei der Betriebsposition in der dritten Phase ist der Einlaß des Verzöge rungsventils unmittelbar mit dem Betriebsdruckeinlaß des Druckventils über das Verzögerunsgsventil kurzgeschlossen. Ein derartiges Verzögerungsventil braucht ebenfalls vorteilhafterweise keinen elektrischen Antrieb weder für das Öffnen und Schließen des Einlasses noch für die verzögernde Hubbewegung. Die Verzögerungszeit der Hubbewegung wird einerseits durch eine Drossel bohrung in einem gedrosselten Auslaß des Verzögerungsventils bestimmt und andererseits durch ein Federelement, das unmittelbar eine Druckkraft auf den Hubkolben im Gehäuse ausübt und bei druckloser Vorlaufleitung den Hub kolben in seiner Ruhestellung vorspannt und damit den Einlaß des Ver zögerungsventils verschließt. Die Verzögerungszeit wird bei diesem Aus führungsbeispiel durch die Auslegung des Federelementes und der Drossel bohrung im wesentlichen bestimmt.In the operating position in the third phase is the inlet of the delay tion valve directly with the operating pressure inlet of the pressure valve the delay valve is short-circuited. Such a delay valve also advantageously does not need an electric drive for either Opening and closing the inlet for the decelerating stroke movement. The delay time of the stroke movement is on the one hand by a throttle Determined bore in a throttled outlet of the delay valve and on the other hand by a spring element that directly exerts a compressive force on the Piston exerts in the housing and the stroke when the supply line is depressurized piston biased in its rest position and thus the inlet of the Ver Delay valve closes. The delay time is at this off example by the design of the spring element and the throttle hole essentially determined.
Die hydraulisch betriebenen Ausführungsformen eines Verzögerungsventils haben den Vorteil, daß sie einerseits keiner elektrischen Ansteuerung bedür fen, und andererseits keine zusätzlichen Antriebsaggregate zur Einhaltung einer Verzögerungszeit erforderlich sind. Ferner können sie in relativ kom pakter Bauweise in die Kraftstoff-Fördereinheit integriert werden.The hydraulically operated embodiments of a delay valve have the advantage that on the one hand they do not require any electrical control fen, and on the other hand no additional drive units for compliance a delay time are required. Furthermore, they can be in relatively com compact design can be integrated into the fuel delivery unit.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet das Kraftstoff- Fördersystem eine integrale Einheit aus Kraftstoff-Fördereinheit mit Druck begrenzungsventil, Verzögerungsventil und Druckregelventil in einem ge meinsamen Gehäuse. Ein derartiges kompaktes Kraftstoff-Fördersystem kann unmittelbar in dem Kraftstoffbehälter positioniert werden und liefert auch ohne elektrische Zusatzpumpe in der Startphase der Brennkraftmaschine einen ausreichenden anfänglichen Druck, um zuverlässig die Anforderungen einer Benzin-Direkt-Einspritzung in der Startphase zu liefern und anschließend auf einen Betriebsdruck, der üblicherweise für einen Vor-Förderkreislauf in der Kraftstoff-Vorlaufleitung erforderlich ist, zu regeln, wenn die Erzeugung des für die Einspritzung notwendigen Hochdrucks in der gemeinsamen Hoch druckversorgungsleitung von entsprechenden Aggregaten der Brennkraftmaschi ne übernommen wird.In a preferred embodiment of the invention, the fuel Conveyor system is an integral unit consisting of a fuel delivery unit with pressure relief valve, delay valve and pressure control valve in one common housing. Such a compact fuel delivery system can be positioned directly in the fuel tank and also delivers without an additional electrical pump in the starting phase of the internal combustion engine sufficient initial pressure to reliably meet the requirements of a Deliver gasoline direct injection in the starting phase and then on an operating pressure, which is usually for a pre-delivery circuit in the Fuel supply line is required to regulate when generating the high pressure necessary for the injection in the common high pressure supply line of corresponding units of the internal combustion engine ne is taken over.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are shown in the drawing and in the following description explained.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Skizze eines Kraftstoff-Fördersystems gemäß der Erfindung; Figure 1 is a sketch of a fuel delivery system according to the invention.
Fig. 2 eine erste Ausführungsform eines hydraulischen Verzögerungsventils des erfindungsgemäßen Kraftstoff-Fördersystems; Fig. 2 shows a first embodiment of a hydraulic delay valve of the inventive fuel delivery system;
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform eines hydraulischen Verzögerungs ventils in einer ersten Phase; Figure 3 shows a second embodiment of a hydraulic deceleration valve in a first phase.
Fig. 4 die zweite Ausführungsform eines hydraulischen Verzögerungsventils nach Fig. 3 in einer zweiten Phase; und FIG. 4 shows the second embodiment of a hydraulic delay valve according to FIG. 3 in a second phase; and
Fig. 5 die zweite Ausführungsform eines hydraulischen Verzögerungsventils nach Fig. 3 in einer dritten Phase. Fig. 5 shows the second embodiment of a hydraulic delay valve according to Fig. 3 in a third phase.
Fig. 1 zeigt eine Skizze eines Kraftstoff-Fördersystems gemäß der Erfindung. Dieses Kraftstoff-Fördersystem dient der Kraftstoffversorgung einer Brenn kraftmaschine. Dazu umfaßt das Kraftstoff-Fördersystem mindestens einen Kraftstoffbehälter 5, aus dem der Kraftstoff 30 zu fördern ist, eine Kraft stoff-Fördereinheit 1 mit einem einen einstellbaren Maximaldruck zulassenden Druckbegrenzungsventil 2, eine Kraftstoff-Vorlaufleitung 3 mit einer an einer Zweigleitung 11 der Kraftstoff-Vorlaufleitung 3 angeschlossenen Ventilkom bination aus Druckregelventil 4 und vorgeschaltetem Verzögerungsventil 7, deren Auslaßanschlüsse 10 und 13 an eine gemeinsame Rücklaufleitung 31 für Kraftstoff angeschlossen sind, die mit dem Kraftstoffbehälter 5 in Ver bindung steht. Fig. 1 shows a sketch of a fuel delivery system according to the invention. This fuel delivery system is used to supply fuel to an internal combustion engine. For this purpose, the fuel delivery system comprises at least one fuel tank 5 , from which the fuel 30 is to be delivered, a fuel delivery unit 1 with a pressure-limiting valve 2 which allows an adjustable maximum pressure, a fuel feed line 3 with a on a branch line 11 of the fuel feed line 3 connected Ventilkom combination of pressure regulating valve 4 and upstream delay valve 7 , the outlet connections 10 and 13 of which are connected to a common return line 31 for fuel, which is connected to the fuel tank 5 in connection.
Beim Einschalten der Kraftstoff-Fördereinheit 1 erzeugt die Pumpe in der Kraftstoff-Fördereinheit 1 einen Druck, der durch das Druckbegrenzungsventil 2 auf einen Maximalwert begrenzt wird. Durch Auslegung der Pumpe und des Druckbegrenzungsventils 2 ist die Kraftstoff-Fördereinheit 1 in der Lage, einen Maximaldruck auf die Kraftstoff-Vorlaufleitung 3 zu geben, der ausreicht, um in der Startphase einer Brennkraftmaschine eine Kraftstoff- Direkt-Einspritzung zu ermöglichen, ohne daß eine Zusatzpumpe zum Einsatz kommt. Sobald die Brennkraftmaschine gestartet ist, übernehmen Zusatz aggregate die Versorgung der Kraftstoff-Direkt-Einspritzelemente mit Hoch druck aus einer für alle Elemente gemeinsamen Hochdruck-Versorgungs leitung. Die Ventilkombination aus Verzögerungsventil und Druckregelventil sorgt über die Zweigleitung 11 dafür, daß nach einer vorgegebenen Ver zögerungszeit der anfängliche Hochdruck in der Kraftstoff-Vorlaufleitung auf einen Betriebsdruck in der Kraftstoff-Vorlaufleitung abgesenkt wird. Dazu wird der Einlaß 8 über die Zweigleitung 11 unter Druck gesetzt und in nerhalb des Verzögerungsventils ein Verzögerungsglied 34, wie es in den Fig. 2 bis 5 zu sehen ist, das einen Einlaßdruckraum 32 von einem Auslaß druckraum 33 trennt, von einer Schließposition, wie sie in Fig. 3 zu sehen ist, zu einer Öffnungsposition, wie sie in Fig. 5 zu sehen ist, bewegt. In der geöffneten Position stellt das Verzögerungsventil eine direkte Verbindung zwischen dem Druckregelventil 4 und der Kraftstoff-Vorlaufleitung 3 über die Zweigleitung 11, den Einlaß 8 des Verzögerungsventils 7 und den Betriebsdruckauslaß 9 des Verzögerungsventils 7 sowie den Einlaß 12 des Druckregelventils 4 her, so daß der Druck in Kraftstoff-Vorlaufleitung auf einen durch das Druckregelventil 4 geregelten Betriebsdruck in dem Kraft stoff-Vorlaufkreis abgesenkt wird. Der überschüssige Kraftstoff wird über den Auslaß 13 des Druckregelventils 4 über die Rücklaufleitung 31 für Kraftstoff dem Kraftstoffbehälter 5 zugeführt.When switching of the fuel delivery unit 1, the pump generates in the fuel delivery unit 1 has a pressure which is limited by the pressure relief valve 2 to a maximum value. By designing the pump and the pressure relief valve 2 , the fuel delivery unit 1 is able to give a maximum pressure on the fuel feed line 3 , which is sufficient to enable a direct fuel injection in the starting phase of an internal combustion engine without a Additional pump is used. As soon as the internal combustion engine has started, additional units supply the direct fuel injection elements with high pressure from a high-pressure supply line common to all elements. The valve combination of delay valve and pressure regulating valve ensures via the branch line 11 for the fact that after a predetermined Ver the initial high pressure delay time in the fuel feed line to an operating pressure in the fuel supply pipe is lowered. For this purpose, the inlet 8 is pressurized via the branch line 11 and within the delay valve a delay element 34 , as can be seen in FIGS . 2 to 5, which separates an inlet pressure chamber 32 from an outlet pressure chamber 33 from a closed position, such as it can be seen in FIG. 3, moved to an opening position as can be seen in FIG. 5. In the open position, the delay valve establishes a direct connection between the pressure control valve 4 and the fuel feed line 3 via the branch line 11 , the inlet 8 of the delay valve 7 and the operating pressure outlet 9 of the delay valve 7 and the inlet 12 of the pressure control valve 4 , so that the Pressure in the fuel supply line is lowered to an operating pressure regulated by the pressure control valve 4 in the fuel supply circuit. The excess fuel is supplied to the fuel tank 5 via the outlet 13 of the pressure control valve 4 via the return line 31 for fuel.
Mit diesem Kraftstoff-Fördersystem wird erreicht, daß in der Startphase die Kraftstoff-Vorlaufleitung einen überhöhten Förderdruck aufweist, ohne elek trisch betriebene Zusatzpumpen, die gemeinsame Hochdruckleitung aller Einspritzdüsen mit Hochdruck zu versorgen, ohne daß eine Zusatzpumpe vorzusehen ist und ohne daß beispielsweise elektrische Zusatzantriebe für ein Verzögerungsventil erforderlich werden.This fuel delivery system ensures that in the start-up phase Fuel feed line has an excessive delivery pressure, without elec trically operated auxiliary pumps, the common high pressure line of all To supply injection nozzles with high pressure without an additional pump is to be provided and without, for example, electrical auxiliary drives for a Delay valve may be required.
Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform eines hydraulischen Verzögerungs ventils 7 in dem erfindungsgemäßen Kraftstoff-Fördersystem. Das Verzöge rungsglied 34 ist hier als Schiebe- oder Hubkolben ausgebildet, der mittels eines Federelements 22 in Ruhestellung gehalten wird und in dieser Ruhe stellung den Einlaß des Verzögerungsventils 7 geschlossen hält. Das Hub- oder Schiebeelement 19 behält diese Stellung bei, solange der Kraftstoff in der Kraftstoff-Vorlaufleitung 3 drucklos ist, d. h. auf Umgebungsdruck liegt. Aufgrund der Federvorspannung kehrt das Verzögerungsglied 34, das in dieser ersten Ausführungsform als Schiebe- oder Hubelement 19 ausgebildet ist und wie ein Kolben in einem zylindrischen Gehäuse 20 gleiten kann, in die Ruhestellung zurück, sobald der Kraftstoffdruck in der Kraftstoff-Vor laufleitung wieder auf Umgebungsdruck abgefallen ist. Von dieser ersten Phase einer Ruhestellung geht das Verzögerungselement 34 in eine zweite Phase über, sobald sich ein Förderdruck in der Kraftstoff-Vorlaufleitung 3 aufbaut und über die Zweigleitung 11 auf den Einlaß 8 des Verzögerungs ventils 7 wirkt. Dabei vergrößert sich ein Einlaßdruckraum 32, während sich ein Auslaßdruckraum 33 verkleinert. Der Kraftstoff im Auslaßdruckraum 33 wird über den gedrosselten Auslaß 10 und die Rücklaufleitung 31 in den Kraftstoffbehälter 5 zurückgeführt. Die Verzögerungszeit wird im wesentli chen durch eine Drosselbohrung 23 in dem gedrosselten Auslaß 10 des Ver zögerungsventils 7 bestimmt. Fig. 2 shows a first embodiment of a hydraulic deceleration valve 7 in the fuel delivery system according to the invention. The delay element 34 is formed here as a sliding or reciprocating piston which is held in the rest position by means of a spring element 22 and in this rest position keeps the inlet of the delay valve 7 closed. The lifting or sliding element 19 maintains this position as long as the fuel in the fuel supply line 3 is depressurized, ie is at ambient pressure. Due to the spring preload, the delay element 34 , which is designed in this first embodiment as a sliding or lifting element 19 and can slide like a piston in a cylindrical housing 20 , returns to the rest position as soon as the fuel pressure in the fuel supply line returns to ambient pressure has dropped. From this first phase of a rest position, the delay element 34 passes into a second phase as soon as a delivery pressure builds up in the fuel feed line 3 and acts on the inlet 8 of the delay valve 7 via the branch line 11 . In the process, an inlet pressure chamber 32 increases , while an outlet pressure chamber 33 decreases. The fuel in the outlet pressure chamber 33 is returned to the fuel tank 5 via the throttled outlet 10 and the return line 31 . The delay time is determined in Chen wesentli by a throttle bore 23 in the throttled outlet 10 of the delay valve 7 .
Die Verzögerungszeit kann darüberhinaus durch Ändern der Vorspannung, die auf das Verzögerungsglied 34 wirkt, nachjustiert werden. Dazu sind ein Einlaßstutzen 35 und ein Auslaßstutzen 36 in axialer Richtung verstellbar in dem zylindrischen Gehäuse 20 des Verzögerungsventils 7 angeordnet und können zur Erhöhung der Vorspannung des Federelements 22 axial aufein ander zu und zur Erniedrigung der Vorspannung des Federelements 22 axial auseinander bewegt werden. Eine Feinjustage der Federvorspannung und damit der Verzögerungszeit kann durch Schraubverbindungen zwischen dem zylindrischen Gehäuse 20 des Verzögerungsventils 7 und dem Einlaß- 35 und/oder dem Auslaßstutzen 36 erreicht werden.The delay time can also be readjusted by changing the bias voltage acting on the delay element 34 . For this purpose, an inlet port 35 and an outlet port 36 are arranged in the axial direction adjustable in the cylindrical housing 20 of the delay valve 7 and can be moved axially towards each other to increase the bias of the spring element 22 and to reduce the bias of the spring element 22 axially apart. A fine adjustment of the spring preload and thus the delay time can be achieved by screw connections between the cylindrical housing 20 of the delay valve 7 and the inlet port 35 and / or the outlet port 36 .
Die Schiebe- oder Hubbewegung des Schiebe- bzw. Hubelementes 19 wird in einer dritten Phase durch den Auslaßstutzen 36 begrenzt. In dieser Phase ist der Einlaßdruckraum 32 derart vergrößert, daß ein unmittelbarer Kurz schluß zwischen Einlaß 8 und Betriebsdruckauslaß 9 von dem Verzögerungs ventils 7 bereitgestellt wird. Die dritte Phase wird solange aufrechterhalten, wie ein Druck auf den Einlaß 8 ausgeübt wird. Das Schiebe- oder Hub element 19 weist eine Längsnut 39 auf, die einen Kraftstoff-Rückstrom aus dem Einlaßdruckraum 32 in den Auslaßdruckraum 33 ermöglicht, so daß das Schiebe- oder Hubelement allein durch die Kraft des Federelementes in die Ruhestellung zurückgleiten kann, sobald die Kraftstoff-Vorlaufleitung drucklos ist.The sliding or lifting movement of the sliding or lifting element 19 is limited in a third phase by the outlet port 36 . In this phase, the inlet pressure chamber 32 is enlarged such that an immediate short circuit between the inlet 8 and the operating pressure outlet 9 is provided by the delay valve 7 . The third phase is maintained as long as pressure is exerted on the inlet 8 . The sliding or lifting element 19 has a longitudinal groove 39 which allows a fuel return flow from the inlet pressure chamber 32 into the outlet pressure chamber 33 , so that the sliding or lifting element can slide back into the rest position solely by the force of the spring element as soon as the fuel - The supply line is depressurized.
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform eines hydraulischen Verzögerungs ventils 7 mit einem Schwenkelement 14 in einer ersten Phase. Dieses Schwenkelement 14 ist in einem Gehäuse 15 angeordnet und um eine Achse 40 schwenk- oder drehbar gelagert und verschließt in seiner ersten Phase einen Einlaß 8 des Verzögerungsventils 7. Das Schwenkelement 14 teilt den vom Gehäuse umschlossenen Raum in einen Einlaßdruckraum 32 und einen Auslaßdruckraum 33. Ein Spalt 41 verbindet den Einlaßdruckraum 32 mit dem Auslaßdruckraum 33. Auf die Achse 40 wirkt eine außerhalb des Gehäuses angebrachte Vorspanneinrichtung, die das Schwenkelement in seiner Ruhestellung hält, in der der Einlaß 8 geschlossen bleibt, solange der Kraftstoff in der Kraftstoff-Vorlaufleitung 3 drucklos ist. Das Schwenkele ment 14 schwenkt in einer zweiten Phase 17, wie sie in Fig. 4 gezeigt wird, aus der ersten Phase 16, der Ruhephase, in eine dritte Phase 18, wie sie in Fig. 5 gezeigt wird. Diese Schwenkbewegung erfolgt, sobald an dem Einlaß ein Druck ansteht, so daß sich der Einlaßdruckraum 32 vergrößert und der Kraftstoff in dem Auslaßdruckraum 33 über eine Drosselbohrung 23 in dem Auslaß 10 zum Kraftstoffbehälter 5 über die Rücklaufleitung 31 geführt wird. Fig. 3 shows a second embodiment of a hydraulic delay valve 7 with a pivot element 14 in a first phase. This pivot element 14 is arranged in a housing 15 and is pivotably or rotatably mounted about an axis 40 and closes an inlet 8 of the delay valve 7 in its first phase. The pivot element 14 divides the space enclosed by the housing into an inlet pressure space 32 and an outlet pressure space 33 . A gap 41 connects the inlet pressure chamber 32 to the outlet pressure chamber 33 . On the axis 40 acts a biasing device attached outside the housing, which holds the pivoting element in its rest position, in which the inlet 8 remains closed as long as the fuel in the fuel supply line 3 is depressurized. The Schwenkele element 14 pivots in a second phase 17 , as shown in Fig. 4, from the first phase 16 , the rest phase, in a third phase 18 , as shown in Fig. 5. This pivoting movement takes place as soon as a pressure is present at the inlet, so that the inlet pressure chamber 32 increases and the fuel in the outlet pressure chamber 33 is guided via a throttle bore 23 in the outlet 10 to the fuel tank 5 via the return line 31 .
Die Dauer der Schwenkbewegung definiert die Verzögerungszeit des Ver zögerungsventils 7. Erst wenn die dritte Phase erreicht wird, wie sie in Fig. 5 gezeigt wird, verschließt das Schwenkelement den Auslaß 10 und öffnet den Betriebsdruckauslaß 9, der über den Einlaßdruckraum 22 in dieser dritten Phase unmittelbar mit dem Einlaß 8 verbunden ist. Da der Betriebs druckauslaß 9 mit dem Einlaß 12 des Druckregelventils direkt verbunden ist, wird in der Phase 3 die Kraftstoff-Vorlaufleitung 3 des Kraftstoff-Fördersy stems über die Zwischenleitung 11, das geöffnete Verzögerungsventil 7 und den Einlaß 12 des Druckregelventils mit dem Druckregelventil kurzgeschlos sen. Nach Ablauf der Verzögerungszeit ist damit das Druckregelventil wirksam und vermindert den Druck in der Kraftstoff-Vorlaufleitung 3 auf einen in dem Vorlaufkreislauf benötigten und geregelten Betriebsdruck. Der überschüssige Kraftstoff wird über den Auslaß 13 des Druckregelventils und die Rücklaufleitung 31 in den Kraftstoffbehälter 5 zurückgeführt. Sowohl das Verzögerungsventil als auch das Druckregelventil können als ein integraler Bestandteil der Kraftstoff-Fördereinheit konstruiert sein, so daß eine derart kompakte Einheit bei Defekten leicht gewartet oder ausgewechselt werden kann.The duration of the pivoting movement defines the delay time of the delay valve 7 . Only when the third phase is reached, as shown in FIG. 5, does the pivoting element close the outlet 10 and open the operating pressure outlet 9 , which in this third phase is connected directly to the inlet 8 via the inlet pressure chamber 22 . Since the operating pressure outlet 9 is connected directly to the inlet 12 of the pressure control valve, in phase 3 the fuel feed line 3 of the fuel delivery system is short-circuited via the intermediate line 11 , the open delay valve 7 and the inlet 12 of the pressure control valve with the pressure control valve . After the delay time has elapsed, the pressure control valve is thus effective and reduces the pressure in the fuel feed line 3 to an operating pressure required and regulated in the feed circuit. The excess fuel is returned to the fuel tank 5 via the outlet 13 of the pressure control valve and the return line 31 . Both the delay valve and the pressure control valve can be constructed as an integral part of the fuel delivery unit, so that such a compact unit can be easily serviced or replaced in the event of defects.
Die Verzögerungszeit wird einerseits durch Auslegung der Drosselbohrung 23 in dem Auslaß 10 des Verzögerungsventils 7 bestimmt und andererseits kann sie durch Einstellung und Justage der Vorspanneinrichtung genauer abge stimmt werden, zumal die Vorspanneinrichtung in dieser bevorzugten Aus führungsform außerhalb des Gehäuses 15 des Verzögerungsventils 7 angeord net ist und auf die Achse des Schwenkelementes einwirkt. Das Schwenk element kann in einer bevorzugten Ausführungsform als Drehkolben ausgebil det sein und wird in der dritten Phase solange gehalten, wie ein Druck am Einlaß 8 des Verzögerungsventils 7 ansteht. Sobald dieser Druck auf Nor maldruck abfällt, wird das Schwenkelement 14 in die Ruhestellung durch die Vorspanneinrichtung zurückgedrückt, wobei Kraftstoff aus dem Einlaßdruck raum 32 über einen Spalt 41 in den Auslaßdruckraum 33 zurückfließt, bis das Schwenkelement die Ruhestellung und damit Phase 1 wieder erreicht hat.The delay time is determined on the one hand by designing the throttle bore 23 in the outlet 10 of the delay valve 7 and on the other hand it can be tuned more precisely by adjusting and adjusting the biasing device, especially since the biasing device in this preferred embodiment is outside the housing 15 of the delay valve 7 is arranged and acts on the axis of the pivot element. The pivoting element can be ausgebil det in a preferred embodiment as a rotary piston and is held in the third phase as long as a pressure at the inlet 8 of the delay valve 7 is present. As soon as this pressure drops to normal pressure, the swivel element 14 is pushed back into the rest position by the pretensioning device, fuel flowing from the inlet pressure chamber 32 through a gap 41 into the outlet pressure chamber 33 until the swivel element has reached the rest position and thus phase 1 again.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8100 | Publication of patent without earlier publication of application | ||
| D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |